中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院教授趙純課題組，利用全球變空間分辨率模式在青藏高原地區(qū)加密至公里尺度(4公里)，開(kāi)展了數(shù)值模擬試驗(yàn)，再現(xiàn)了高原地區(qū)環(huán)流和氣象要素特征，定量評(píng)估了高原復(fù)雜地形對(duì)水汽輸送和降水的影響并解釋了相關(guān)機(jī)制。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《大氣科學(xué)進(jìn)展》。

青藏高原面積廣袤，是世界上海拔最高的高原，同時(shí)又是長(zhǎng)江、黃河、印度河等河流的發(fā)源地，被譽(yù)為滋養(yǎng)亞洲文明的“亞洲水塔”。該區(qū)域的降水對(duì)于水循環(huán)和生態(tài)環(huán)境具有重要影響。

每年夏季，盛行東南風(fēng)將印度洋處的暖濕水汽向青藏高原輸送，帶來(lái)大量降水。而高原區(qū)域尤其是喜馬拉雅山脈地勢(shì)陡峭，溝壑縱橫，地形極為復(fù)雜，與多尺度大氣過(guò)程相互作用形成獨(dú)特的水汽輸送和降水過(guò)程機(jī)制。為更準(zhǔn)確模擬青藏高原夏季水循環(huán)過(guò)程并深入理解其變化特征，通常需要在公里尺度甚至更高的空間分辨率下解析復(fù)雜地形特征。

以往的高分辨率模擬研究多采用區(qū)域氣候模式進(jìn)行加密模擬，但會(huì)受到側(cè)邊界條件的限制。全球變空間分辨率模式結(jié)合了區(qū)域氣候模式高分辨率和全球均一分辨率模式不需要區(qū)域邊界條件限制的優(yōu)點(diǎn)，因此能夠更好地模擬小尺度過(guò)程或強(qiáng)迫對(duì)大尺度環(huán)流的反饋?zhàn)饔谩?/p>

研究中，課題組首次利用全球變空間分辨率模式，優(yōu)化模式物理參數(shù)，應(yīng)用中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)超級(jí)計(jì)算中心的超算平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了青藏高原區(qū)域加密的對(duì)流解析尺度模擬。

課題組通過(guò)開(kāi)展復(fù)雜與平滑地形的對(duì)比模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)高原復(fù)雜地形增加了11%的區(qū)域凈水汽輸入，這對(duì)喜馬拉雅山脈地區(qū)的降水空間分布產(chǎn)生重要影響，但對(duì)青藏高原內(nèi)部降水總量影響不大。陡峭地形導(dǎo)致抬升氣流的位置更偏北，高空間分辨率所解析的山谷又可充當(dāng)水汽輸送的通道，因此解析了復(fù)雜地形的影響會(huì)導(dǎo)致模擬的喜馬拉雅山脈降水整體北移。

此次研究展現(xiàn)了全球變空間分辨率模式在青藏高原地區(qū)天氣、氣候、生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域的應(yīng)用前景。未來(lái)，課題組計(jì)劃使用全球變空間分辨率模式探究青藏高原地區(qū)的水循環(huán)、能量循環(huán)、大氣環(huán)境特征及變化機(jī)制，包括進(jìn)一步探索青藏高原復(fù)雜地形的氣候效應(yīng)及對(duì)大氣污染傳輸?shù)挠绊憴C(jī)制等。

審稿人認(rèn)為，“研究結(jié)果非常有意思，也令人印象深刻，相信對(duì)青藏高原地區(qū)的研究會(huì)有很大的推進(jìn)作用。”

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關(guān)鍵詞： 全球變空間分辨率模式 青藏高原 加密至公里尺度 生態(tài)環(huán)境